[发明专利]一种化学浆无元素氯漂白工艺

说明书

技术领域

本发明属于纸浆漂白技术领域，特别涉及一种新型的无元素氯纸浆漂白工艺。

背景技术

我国是纸浆生产大国，尤其是草浆生产大国，占世界非木浆总量的60％以上，随着近年来我国造纸纤维原料结构的调整，木浆生产量也逐年上升。纸浆生产过程中，制浆黑液通过燃烧法碱回收工艺处理基本得到治理，但纸浆漂白工段由于采用传统的CEH(氯化-碱处理-次氯酸盐漂白)工艺，使得在漂白过程中，纸浆纤维受到损伤，纸浆的得率和强度降低，废水无法二次利用，只能采用中段水净化设备处理，增加了成本。纸浆漂白采用的CEH漂白工艺，即第一段采用氯气(C)漂白技术、第二段采用碱(E)抽提木素漂白技术、第三段采用次氯酸盐(H)漂白技术，在上述漂白过程中，氯气漂白和次氯酸盐漂白都会产生大量的有机氯化物，其中有些是有毒或致癌的物质。次氯酸盐漂白时会产生较多的三氯甲烷(CHCl₃)，这种物质对人类有致癌作用。在氯化废液中，主要有毒成分是木素降解产物中的氯化物，其中以各种氯代酚为最多，约有40多种，其中又以二氯代酚、三氯代酚、四氯代酚和五氯代酚等为代表。它们都是有毒污染物，滞留时间长且不易进行生化与非生化降解，对鱼类的毒性很强，对哺乳类动物也是有毒的，极易造成环境污染，并且易被有机体吸收，通过食物链而富集。因此不仅对环境危害大，而且影响动物和人类的健康，其中尤以二噁英(Dioxins)毒性最大。其代表物2，3，7，8-四氯二苯基-对二噁英(TCDD)和2，3，7，8-四氯二苯并呋喃(TCDF)毒性极强，是氰化钾毒性的一万倍。他们具有致癌性，致突变性，致畸胎性，多发性脑神经病变和急毒性。不但极大的危害了环境质量，对人体健康构成了威胁，而且含氯漂剂损伤了纸浆纤维，造成浆料强度降低，得率下降。

由此可见，改革传统漂白工艺已经刻不容缓。需要新的漂白工艺取代传统的CEH漂白工艺，从根本上解决纸浆漂白产生的环境污染问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种新的纸浆漂白工艺，从根本上解决造纸工业面临的污染问题。

发明概述

本发明采用电化学介体催化脱木素(E_M)技术和过氧化氢加强的碱抽提技术(Ep)以及二氧化氯漂白技术组成E_MEpD三段漂白工艺，替代原有的CEH漂白工艺，提高漂白得率和纸浆强度，减少对生态环境的污染问题。

发明详述

本发明的技术方案如下：

一种纸浆漂白工艺，经化学法蒸煮后的纸浆采用三段漂白，第一段采用电化学介体催化脱木素漂白，第二段采用过氧化氢加强的碱抽提，第三段采用二氧化氯漂白。

本发明的纸浆漂白工艺具体步骤依次如下，所有百分比均为质量百分比：

(1)电化学介体催化脱木素漂白，纸浆浓度：1.0～3.0％；电压：2～8V；电极板为高氧化还原电位电极板，温度为30-90℃，催化介体浓度为0.1-10mmol/L；处理时间为：2-6h；

(2)用水洗涤步骤(1)处理过的浆料；

(3)过氧化氢加强的碱抽提，在常规碱抽提的基础上加入过氧化氢，相对于纸浆绝干质量：NaOH 1.0-3.0％，H₂O₂ 0.3-1.0％，乙二胺四乙酸(EDTA)0.5％；温度60-90℃，浆浓10％，时间2.0-3.0h；

(4)用水洗涤步骤(3)处理过的浆料；

(5)二氧化氯漂白。

优选的，上述步骤(1)中电极板为二氧化铅电极、锡锑氧化物电极、铂电极、二氧化锰电极、石墨电极、不锈钢电极之一，或者二氧化铅、锡锑氧化物、钌钛氧化物、铂、二氧化锰中任意几种的混合涂覆电极。

优选的，上述步骤(1)中的催化介体选自2，2’-联氨-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)(ABTS)，1-羟基苯并三唑(HBT)，紫脲酸(Violuric acid)，N-羟基乙酰苯胺(NHA)、多金属氧酸盐(POM)之一或组合；

上述步骤(1)中还可加入纤维素保护剂和/或脱木素促进剂，以提高纸浆粘度。纤维素保护剂、脱木素促进剂的加量可按现有技术。脱木素促进剂优选Na₂SO₄。

上述步骤(5)二氧化氯漂白段(D)为补充漂白工段，其主要目的是提高纸浆白度。工艺条件优选为：温度，60℃-90℃；时间，3-5h；浆浓10％；二氧化氯用量可根据最终漂白白度需求进行调节，当白度需求在80-85％ISO时，用量以纸浆绝干质量的0.5-2.0％为佳。